JPS62213065A - 非水電解液電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、非水電解液電池に関し、特に正極合剤の形状
を改良した非水電解液電池に係る。

［発明の技術的背景とその問題点］ 近年、非水電解液電池は、高エネルギ密度及び高信頼性
であることから注目されている。かかる電池の正極合剤
としては、従来より金属の酸化物、ハロゲン化物、硫化
物などを主作用物質とし、導電材及び結着剤を加え、こ
れを加圧成形して所定の充填密度、強度の錠剤状に成形
したものが用いられている。

しかしながら、前記形状の正極合剤を使用した場合、放
電中に電解液が該正極合剤中に吸収されたり、正極合剤
中へのリチウムの侵入、又は合剤中での放電主成物のた
めに、正極合剤が膨潤してしまう。こうした正極合剤の
膨潤が起こると、セパレータの周囲から正極合剤が負極
側にまで成長し、ブリッジを形成するため、内部短絡の
原因となる。また、同様な理由により電池総高が高くな
り、極端な場合には、電池を組込んだ時計などの機器の
誤動作の原因となる。更に、放電中に電解液が正極合剤
に吸収されると、放電途中で電池反応に必要な電解液が
不足し、良好な放電特性が得られない等の不都合さがあ
った。

このようなことから、正極合剤にリングを一体化して正
負極板等の電池部材内に充填することが行なわれている
。かかる構造の電池では、負極に対する面の周囲にＬ字
状のリングを設けているため、正極合剤が膨張してもセ
パレータ周囲から正極合剤が負極側に接するのを阻止で
きる。その結果、内部短絡の危険性がなく、かつリング
を一体化している部分では正極合剤の膨張を抑えること
ができる。しかしながら、リングの存在しない正極合剤
の中央部では膨張を抑えることができないため、放電後
には電池総高が高くなるという不都合さがあった。

一方、正極合剤表面にワイヤブラシ付加圧ローラにより
加圧し、表面の一部を掻き落して凹凸部を形成すること
によって、電解液の吸液性を改良した電池（特開昭５９
−２３４Ｈ号）が提案されている。

こうした形状の正極合剤を有する電池では、短時間に多
量の電解液を吸収させることができるので、生産性に優
れ、放電性能も改善される。しかしながら、正極合剤の
膨張による電池総高の変化を効果的に防止できるもので
はない。

［発明の目的］ 本発明は、正極合剤の膨張による電池の変形を防止し、
かつ放電後期の特性を改善した非水電解液電池を提供し
ようとするものである。

［発明の概要］ 本発明は、外装を兼ねる正負極板と、この正極板の前記
負極板との対向面に配された正極合剤と、前記負極板の
前記正極板との対向面に配された負極シートと、これら
正極合剤、負極シート間に介在され、非水電解液が含浸
されたセパレータとを備えた電池において、前記セパレ
ータ側に接する前記正極合剤の表面にその外周縁部から
中心に向って傾斜した形状の凹部を設けたことを特徴と
するものである。

−に述した本発明によれば、セパレータと接する側の正
極合剤表面に逆錐形状（例えば逆円錐形状）の凹部を設
けることによって、電池組立ての際、多量の電解液を電
池内に収容でき、しかも正極合剤の比表面積が広くなり
、その中に電解液が吸収され易くなるため、放電後期の
特性を改善できる。

また、正極合剤に凹部を設けることにより空隙を形成で
きるため、放電中に正極合剤が膨張しても総高の変動を
回避できる。

更に、正極合剤表面に凹部を設けることによって、該合
剤と同厚さで凹部のなる正極合剤に比べて理論容量が少
ないにもかかわらず正極の利用率を向」二できるため、
優れた放電容量をもつ電池を得ることができる。

［発明の実施例］ 以下、本発明をボタン型の非水電解液電池に適用した例
について第１図及び第２図を参照して詳細に説明する。

図中の１は、厚さ０．２ｍｍのステンレス板からなる正
極端子を兼ねるアウター缶であり、このアウター缶１の
底部上には正極合剤２が配置されている。この正極合剤
２は、第２図に示すように外径８．７ｍｆｆ１＋厚さ１
　、０ｍ＋＋＋の錠剤状をなし、上面（後述するセパレ
ータとの接触面）に外径５．０ｍｍ、深さ０．２１の逆
円錐状の凹部３を形成した形状をなす。なお、前記正極
合剤２は硫化鉄８５重量％、グラファイト１５重量％及
びポリテトラフロロエチレン３重量％からなる混練物を
シート化し、これを打ち抜き、加工等により第２図の形
状とした後、２００’Ｃで減圧乾燥することによって造
られる。前記正極合剤２上には、例えばポリプロピレン
不織布からなるセパレータ４が配置され、かつ該セパレ
ータ４には１モル／ノの濃度の過塩素酸リチウムを溶解
したプロピレンカーボネートからなる電解液が予め含浸
されている。また、図中の５は厚さ０．２■のステンレ
ス板からなる負極端子を兼ねるキャップであり、このキ
ャップ５の内面には外径６．３ｍｍ、厚さ１．０）のリ
チウム製負極シート６が圧着されている。そして、前記
正極合剤２等が収容されたアウター缶ｌに、ポリプロピ
レン製のガスケット７を介して前記キャップ５をその内
面の負極シート６がセパレータ４に対向するように配置
、それらアウター缶ｌとキャップ５の周囲を該ガスケッ
ト７により嵌め込み、封口している。

しかして、本実施例の電池及び第３図に示す如く正極合
剤２′として外径６．７＋ｎＩ＋＋＋厚さ１．０＋ｎｍ
　（７）錠剤状のものを用いた以外、実施例と同寸法の
電池（従来例）を夫々１００個試作し、これら電池につ
いて２０℃、３０にΩの条件で放電（終止電圧１．２Ｖ
）させて、各電池の総高を調べた。また、同条件での放
電容量及び内部抵抗を調べた。これらの結果を第４図に
示した。なお、第４図中のＡ１−Ａ３は夫々本実施例の
電池における総高さ変化曲線、放電容量特性線、内部抵
抗変化曲線、である。第４図中の８１〜Ｂ３は夫々従来
例の電池における総高さ変化曲線、放電容量特性線、内
部抵抗変化曲線、である。

第４図より明らかな如く、本発明の電池の総高の−１−
昇は平均で０．１ｍｍであったのに対し、従来例の電池
では平均して０．４■総高が高くなっていた。

また、放電容量は本発明の電池で８３％の利用率である
のに対し、従来例の電池の利用率は５５％であった。放
電特性は、従来例の電池では内部抵抗が上昇し、電圧が
下がったが、本発明の電池ではかかる現象が僅かであっ
た。

このように優れた効果は、本発明の電池に用いられる正
極合剤表面に逆円錐形状の凹部を設けることにより正極
合剤が膨張しても総高の」二昇に影響しないこと、電解
液が多量に収容されるために正極合剤に電解液の一部が
吸収されても放電に影響せず、利用率を向−１−するも
のと考えられる。

なお、上記実施例ではセパレータと接する側の正極合剤
の表面に逆円錐状の凹部を設けたが、これに限定されず
例えば逆回角錐状、逆水角錐状等の外周縁部から中心に
向って傾斜した形状の凹部を設ければよい。

上記実施例において正極合剤にリングを嵌合したり、ア
ウター化に接する正極合剤の面に集電体を介在させても
よい。

「発明の効果コ 以」−詳述した如く、本発明によれば正極合剤の膨張に
よる変形を防止して機器等に組込んだ際の機器への悪影
響を回避でき、かつ放電後期の特性を改善した高信頼性
、高性能の非水電解液電池を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す非水電解液電池の断
面図、第２図は、第１図の電池に用いられる正極合剤を
示す斜視図、第３図は従来例の電池を示す断面図、第４
図は本実施例及び従来例の電池における総高さ変化、放
電容量等を示す特性図である。 １・・・アウター化（正極端子）、２・・・正極合剤、
８・・・凹部、４・・・セパレータ、５・・・キヤ・ツ
ブ（負極端子）、６・・・負極シート、７・・・ガスヶ
・ソト。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 外装を兼ねる正負極板と、この正極板の前記負極板との
   対向面に配された正極合剤と、前記負極板の前記正極板
   との対向面に配された負極シートと、これら正極合剤、
   負極シート間に介在され、非水電解液が含浸されたセパ
   レータとを備えた電池において、前記セパレータ側に接
   する前記正極合剤の表面にその外周縁部から中心に向っ
   て傾斜した形状の凹部を設けたことを特徴とする非水電
   解液電池。